Fototransistor und LED

Andreas Bockelmann · Apr 28, 2019

Manuel Reimer schrieb:

Der Fototransistor ist aber in jedem Fall bei IR deutlich empfindlicher als
bei GrĂźn.

Die Wasseruhr hat aber rote Zeiger, da halte ich den
Reflexionsgradunterschied zwischen weiĂem Hintergrund und rotem Zeiger bei
grĂźnem Licht fĂźr hĂśher als fĂźr IR.

YMMV

--
Mit freundlichen GrĂźĂen
Andreas Bockelmann

Bernd Mayer · Apr 28, 2019

Am 28.04.19 um 15:53 schrieb Marc Haber:

Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> wrote:
Am 28.04.19 um 11:34 schrieb Marc Haber:
Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> wrote:
mit einem RĂśhrchen vor dem Fototransistor so daĂ der Fototransistor
mĂśglichst nur den Unterschied zwischen weiĂem Hintergrund und dem roten
Zeiger der Messuhr erfasst und Streulicht ausgeblendet wird.

Also so wie es in der zitierten Anleitung steht?

So weit bin ich noch nicht, ich bekomme den Fototransistor nicht
hinreichend niederohmig, selbst wenn ich mit der LED direkt
reinleuchte.

da wĂźrde ich mal die PolaritĂ¤t kontrollieren

Erledigt. Mit Labortischlampe reinleuchten: Geht. Fototransistor
umdrehen: Geht auch mit Labortischlampe nicht.

Hallo,

wahrscheinlich ist die Labortischlampe breitbandiger und stĂ¤rker als die
LED.

Hast Du denn schon kontrolliert, ob der Fototransistor Ăźberhaupt fĂźr
grĂźnes Licht genĂźgend empfindlich ist oder ob es sich um die Version
handelt die speziell fĂźr den Infrarotbereich optimiert ist?

Wenn die LED eine der alten und lichtschwachen ist und dazu noch eine
breiten Abstrahlwinkel hat, dann kommt das auch als Ursache fĂźr die
mangelnde Empfindlichkeit in Frage.

GrĂźĂe

Bernd Mayer

Marc Haber · Apr 28, 2019

Manuel Reimer <manuel.nulldevice@nurfuerspam.de> wrote:

On 28.04.19 13:01, Marc Haber wrote:
Ich tendiere aktuell eher zum "fertigen" Produkt aus
https://www.stall.biz/project/intelligenter-impulsgeber-w-mit-s0-schnittstelle-zum-nachruesten-fuer-konventionelle-wasserzaehler,
alleine die 3d-gedruckte Befestigung Ăźberzeugt halt doch mehr als
Gebastel mit den Muttern. Bleibt halt noch die Problematik mit der
S0-Schnittstelle.

Letztlich genau das was ich auch bauen wĂźrde.

"Konstantstrom" Ăźber den Fototransistor fahren und dann Kollektor des
Fototransistor an den Analogeingang eines Mikrocontrollers.

Das kannst du aber auch mit deinen bestehenden Bauteilen haben. Davon
lohnt sich immer ein paar da zu haben:

https://www.ebay.de/itm/252742123829

;-)

Was fĂźr einen Fototransistor hast du denn da?
Klares GehĂ¤use oder schwarzes?

Marc Haber · Apr 28, 2019

Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> wrote:

WĂ¤re die LED verpolt, wĂźrde sie nicht leuchten. Oder?

Wenn das grĂźne LED also leuchtet und
ein "SFH 309-5" verwendet wird bleibt zu hoffen
daĂ es nicht ein SFH 309-FA-5 in schwarzem GehĂ¤use
mit IR Filter ist.

Das GehĂ¤use ist klar. Die Labortischlampe (mit der es funktioniert)
hat ein LED-Leuchtmittel, wie hoch ist deren IR-Anteil?

GrĂźĂe
Marc
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Marc Haber · Apr 28, 2019

Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> wrote:

Am 28.04.2019 um 11:37 schrieb Marc Haber:
Volker Bartheld <news2019@bartheld.net> wrote:

? Die gĂźnstigen Arduinos haben USB, 22 digitale I/O-Pins (6 davon PWM, 8
mit ADC), beherrschen I2C und sprechen RS232 (mit einem MAX233) . Sicher,
daĂ wir von derselben Sache sprechen?

Nein, bin ich mir nicht, die im Web verfĂźgbar Literatur ist leider nur
fĂźr Leute, die schon seit Jahren damit arbeiten. Ich hab mir mal ein
E-Book zum Thema Arduino bestellt.

Warum fragst Du nicht einfach mal im Arduino Forum (Arduino.cc), in
"Deutsch"?

Wieso kommt es auf die Sprache an? Ich schreibe und lese mehr Englisch
als Deutsch.

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Marc Haber · Apr 28, 2019

Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> wrote:

Am 28.04.2019 um 11:34 schrieb Marc Haber:
So weit bin ich noch nicht, ich bekomme den Fototransistor nicht
hinreichend niederohmig, selbst wenn ich mit der LED direkt
reinleuchte.

Bist Du sicher, daĂ Du ihn richtig angeschlossen hast?
Da gibt es viele FehlermĂśglichkeiten, von der Fotodiode bis hin zum
Inversbetrieb.

Wenn ich ihn andersrum anschlieĂe, geht's gar nicht.

BTW ein Fototransistor lĂ¤Ăt Strom flieĂen, mit Widerstand hat das nichts
zu tun. Bei 100k Last reichen 50ÂľA fĂźr 5V Signal aus. Ich wĂźrde eher
vermuten, daĂ der Transistor vom Umgebungslicht schon so weit
ausgesteuert wird.

.... dass das Reinleuchten mit der Labortischlampe keinen Unterschied
mehr machen dĂźrfte? Macht es aber.

GrĂźĂe
Marc
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Marc Haber · Apr 28, 2019

Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> wrote:

Am 28.04.19 um 11:34 schrieb Marc Haber:
Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> wrote:
mit einem RĂśhrchen vor dem Fototransistor so daĂ der Fototransistor
mĂśglichst nur den Unterschied zwischen weiĂem Hintergrund und dem roten
Zeiger der Messuhr erfasst und Streulicht ausgeblendet wird.

Also so wie es in der zitierten Anleitung steht?

So weit bin ich noch nicht, ich bekomme den Fototransistor nicht
hinreichend niederohmig, selbst wenn ich mit der LED direkt
reinleuchte.

da wĂźrde ich mal die PolaritĂ¤t kontrollieren

Erledigt. Mit Labortischlampe reinleuchten: Geht. Fototransistor
umdrehen: Geht auch mit Labortischlampe nicht.

GrĂźĂe
Marc
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Gerrit Heitsch · Apr 28, 2019

On 4/28/19 3:43 PM, Marte Schwarz wrote:

Hi Volker,

? Die gĂźnstigen Arduinos haben USB, 22 digitale I/O-Pins (6 davon PWM, 8
mit ADC), beherrschen I2C und sprechen RS232 (mit einem MAX233) . Sicher,
daĂ wir von derselben Sache sprechen?

Die gĂźnstigen Arduinos haben einen ESP8266 Prozessor und kosten frei
China deutlich unter einem Euro. Warum man fĂźr dderart primitive
Angelegenheiten einen ATMEGA328-basierten Arduino nehmen sollte kann ich
auch nicht nachvollziehen ;-)

Warum muss man Ăźberhaupt einen Arduino nehmen und nicht direkt einen der
Controller von Atmel. Wenn man in Assembler programmiert kommt man mit
2-4KB sehr weit.

Gerrit

Joerg · Apr 28, 2019

On 2019-04-27 12:07, Marc Haber wrote:

Hallo,

Ziel ist das Detektieren des Liter-Zeigers des WasserzĂ¤hlers nach der
Bsatelanleitung von
https://homematic-forum.de/forum/viewtopic.php?t=23744

Dumm im Spiel ist, dass meine Elektronikbastelein grundsĂ¤tzlch nie
funktionieren. Selbst diese hier nicht, dabei dachte ich nun wirklich,
das wĂ¤re einfach genug fĂźr mich.

Das Problem ist auch kein elektronisches, sondern ein optisches. Nicht
genug Photonen.

Ich habe die Schaltung auf einem Breadboard aufgebaut und scheitere.
Der Fototransistor bildet ja zusammen mit dem 100 kOhm-Widerstand
einen Spannungsteiler, und wenn der Fototransistor niederohmig wird,
zieht er den Analogeingang des TCRT500 gen Masse. Im Text steht, dass
die Teilspannung bei belichtetem Fototransisotr ca 2,7 V liegen
sollte.

Im Dunkeln ist die Teilspannung bei knapp 5V. Halte ich den
Fototransistor in die helle Arbeitsleuchte, geht die Spannung auf 0,3
V zurĂźck. Nur mit der LED bekomme ich den Fototransistor nicht so weit
durchgesteuert, dass die Spannung unter 4V absackt. Die LED mit dem
270-Ohm-Vorwiderstand kommt mir auch ziemlich funzlig vor.

Du brauchst eine staerkere LED

Gibt es unterschiedlich helle 3-mm-LEDs? Oder was mache ich an dieser
Schaltung falsch?

Ja. Moderne sind bei gleichem Strom mehrfach heller als 30 Jahre alte
(habe noch etliche). Auch gibt es Effizienzunterschiede bei modernen
LEDs. IOW, Du kannst das ganze mit einer staerkeren LED und geringerem
Vorwiderstand fuer die LED hinbekommen. Das sollte dann eine IR LED sein
und der Fototransistor auch fuer IR, wobei der SFH309 das m.W. bereits
kann. Vor den Phototransistor wuerde ich einen IR Filter vorsetzen, um
Fremdlichtdetektion zu verringern. Wasseruhren bekommen ja Tageslicht
ab. Ansonsten die LED pulsmodulieren und mit dem uC nur reagieren, wenn
er diese Pulse synchron erkennt.

IR LED kann man aus alten Fernbedienungen rausschlachten.

Den 100k kann man noch erhoehen, doch dann wird es immer emfindlicher
gegen Fremdlicht. Ich kenne auch den Innenwiderstand Deines uC Ports
nicht, sollte aber sehr hoch sein.

Da Du ja eher Software-Spezi bist, boete sich eine andere Loesung an:
Billige Kamera an einem Raspberry oder so, dann das komprimierte Signal
oder die bereits ausgewerteten Daten ueber WLAN. Die Bildverarbeitung
kann recht simpel sein. Den Status einer stehenden Wasseruhr aufnehmen
und die SW lernen lassen, wie man maximale Detektionsanzeige bei
drehendem Zeiger und Anzeige der Durchlaeufe mit gutem SNR bekommt. Oder
letzteres von Hand programmieren. Der Vorteil gegenueber der jetzigen
rein digitalen Loesung ist, dass Du das SNR erfassen kannst.

Dann gaebe es noch die Methode, statt Digital-Port einen ADC-Eingang des
uC zu benutzen, falls er einen ADC hat. Dann kannst Du per SW einen
gleitenden Schwellwert bilden lassen und die "Zacken" bei drehendem
Zeiger besser erkennen. Damit werden auch kleine Aenderungen von ein
paar zig Millivolt gut erkennbar. Aber mache das besser mit IR.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

Rafael Deliano · Apr 28, 2019

Das GehĂ¤use ist klar. Die Labortischlampe (mit der es funktioniert)
hat ein LED-Leuchtmittel,

Man kann noch darauf achten, daĂ die Ausrichtung korrekt ist.
SFH 309 hat ca. +/-12Â°. Das grĂźne LED wesentlich weiter.

Letztlich wird es ein eher schwaches LED sein, das zudem
breit abstrahlt ( wie fĂźr Anzeige sinnvoll ). Da bleibt fĂźr
EmpfĂ¤nger mit schmalem Ăffungswinkel nicht viel.
Man kann sich im SFH309 Datenblatt den Plot "Relative Spectral
Sensitivity" ansehen. GrĂźnes LEd ist ca. 520...530nm, d.h.
prinzipiell schwĂ¤cher als IR.
Der Transistor wird aber auch mit grĂźn schalten. MuĂ man
eben den Arbeitswiderstand auf 1M erhĂśhen.

Es ist unschwer mĂśglich sich ein stĂ¤rkes grĂźnes LED zu kaufen,
aber es wird auch keinen engen Ăffnungswinkel haben.
Bei 5mm gibt es ca. +/-4Â° und bei 3mm etwa +/-10...15Â° IR-LEDs.
Das gibts fĂźr rot/grĂźn mangels Markt nicht.

MfG JRD

Joerg · Apr 28, 2019

On 2019-04-28 07:54, Rafael Deliano wrote:

Das GehĂ¤use ist klar. Die Labortischlampe (mit der es funktioniert)
hat ein LED-Leuchtmittel,

Man kann noch darauf achten, daĂ die Ausrichtung korrekt ist.
SFH 309 hat ca. +/-12Â°. Das grĂźne LED wesentlich weiter.

Letztlich wird es ein eher schwaches LED sein, das zudem
breit abstrahlt ( wie fĂźr Anzeige sinnvoll ). Da bleibt fĂźr
EmpfĂ¤nger mit schmalem Ăffungswinkel nicht viel.
Man kann sich im SFH309 Datenblatt den Plot "Relative Spectral
Sensitivity" ansehen. GrĂźnes LEd ist ca. 520...530nm, d.h.
prinzipiell schwĂ¤cher als IR.
Der Transistor wird aber auch mit grĂźn schalten. MuĂ man
eben den Arbeitswiderstand auf 1M erhĂśhen.

Es ist unschwer mĂśglich sich ein stĂ¤rkes grĂźnes LED zu kaufen,
aber es wird auch keinen engen Ăffnungswinkel haben.
Bei 5mm gibt es ca. +/-4Â° und bei 3mm etwa +/-10...15Â° IR-LEDs.
Das gibts fĂźr rot/grĂźn mangels Markt nicht.

Linse vorsetzen und schraeg einstrahlen. Aber in Wirklichkeit braucht
Marc eine staerkere LED und vorzugsweise IR-LED plus IR-Filter fuer den
Fototransistor, sonst wird das nicht sehr zuverlaessig.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

Rafael Deliano · Apr 28, 2019

> Linse vorsetzen und schraeg einstrahlen.

Linsen anbauen ist schwierig, fĂźhrt zu klobigen Kontruktionen
und ist sehr aus der Mode gekommen.
Man muĂ dann auch auf breitstrahlende Flachkopf-Bauteile
Ăźbergehen, da man fokussierendes LED tradionell nicht
mit externer Linse kombiniert. Das Schielen war zu groĂ.

> IR-LED plus IR-Filter fuer den Fototransistor

Das ist hier strittig: es soll anscheinend roter Zeiger
Ăźber weisser FlĂ¤che unterhalb einer Glasplatte erkannt
werden.
Probleme hat das alles reichlich. Die Glasplatte alleine
kann bei ( ungĂźnstig ausgelegtem ) Reflexoptokoppler
schon zu direktem Ăbersprechen LED auf EmpfĂ¤nger fĂźhren.

MfG JRD

Marte Schwarz · Apr 28, 2019

Hi Rafael,

Die "KomplementĂ¤rfarbe grĂźn" wird einem fĂźr die
Erkennung von rot nicht direkt viel helfen.

Doch sicher, allerdings tuts blau auch, hauptsache ist doch, dass der
rote Zeiger im Gegensatz zum weiĂen Hintergrund mit gutem Kontrast zu
sehen ist. Ohne Rot in der Lichtquelle ist der Kontrast also definitiv
besser als mit roten Anteilen. Probiers mit einer blauen oder grĂźnen LED
mal aus im Vergleich zu einer roten LED. Das siehst Du mit bloĂem Auge
sofort. Ich kann mich noch gut dran erinnern, wie ich bei der Abreise
mitten in der Nacht noch ein zwei Orangen vor dem Hotel aus dem Baum
holen wollte und nur eine der damals so hippen blauen LEDs am
SchlĂźĂelbund hatte. Chancenlos, damit auch nur eine Orange zu finden.
Die waren in dem Licht schwarz wie die Nacht drum herum.

Lange Rohre aus Messing ( Metall reflektiert
extrem gut ) sind optisch nicht als Kollimator
wirksam.

Deswegen nimmt man ja Messing. Dsa macht man vorher warm, dann ist die
OberflĂ¤che innen ziemlich matt und dunkelgrĂźn.

Marte

Gernot Fink · Apr 28, 2019

In article <qa2997$j38$1@news1.tnib.de>,
Marc Haber <mh+usenetspam1118@zugschl.us> writes:

Ziel ist das Detektieren des Liter-Zeigers des Wasserzählers nach der
Bsatelanleitung von

Ich hab gute Erfahrung mit dem Infrarot-pärchen LED=SFH409
Fototransistor=SFH309FA um die rote Markierung im Stromzähler zu erkennen.

Die Frage ist ob Infrarot für deinn Zeiger geht.
Der Vorteil ist die geringe Fremdlichtempfindlichkeit gegen moderne Lampen.

Gernot

Marc Haber · Apr 28, 2019

Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> wrote:

Lange Rohre aus Messing ( Metall reflektiert
extrem gut ) sind optisch nicht als Kollimator
wirksam.

Deswegen nimmt man ja Messing. Dsa macht man vorher warm, dann ist die
OberflĂ¤che innen ziemlich matt und dunkelgrĂźn.

Ich hab ein passendes RĂśhrchen im Baumarkt eh nicht gefunden und statt
dessen einen langen DĂźbel gekauft.

GrĂźĂe
Marc
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Marc Haber · Apr 28, 2019

Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> wrote:

MuĂ man
eben den Arbeitswiderstand auf 1M erhĂśhen.

Das wird helfen? 200 kOhm hab ich schon probiert, mit nicht meĂbarem
Unterschied.

GrĂźĂe
Marc
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Marc Haber · Apr 28, 2019

Volker Bartheld <news2019@bartheld.net> wrote:
>Photovoltaik.

Die Umrichter sprechen IP. Das ist einfach.

GrĂźĂe
Marc
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Volker Bartheld · Apr 28, 2019

On Sun, 28 Apr 2019 15:43:20 +0200, Marte Schwarz wrote:

? Die günstigen Arduinos haben USB, 22 digitale I/O-Pins (6 davon PWM, 8
mit ADC), beherrschen I2C und sprechen RS232 (mit einem MAX233) . Sicher,
daß wir von derselben Sache sprechen?
Die günstigen Arduinos haben einen ESP8266 Prozessor und kosten frei
China deutlich unter einem Euro. Warum man für derart primitive
Angelegenheiten einen ATMEGA328-basierten Arduino nehmen sollte kann ich
auch nicht nachvollziehen ;-)

Ich auch nicht. Da sollten wir eher den Initiator des Threads um Rat
bitten. Usenetkonform wäre es jetzt höchste Zeit für die Frage: "Warum
willst Du überhaupt Deinen Wasser(momentan)verbrauch ermitteln? Wasser ist
doch nun das geringste unserer Probleme.". Sodann Eskalation Richtung
"Nachhaltigkeit", "CO2-Footprint", "Elektromobilität" und natürlich
Photovoltaik.

SCNR,
Volker

Frank Buss · Apr 28, 2019

On 04/28/2019 04:30 PM, Manuel Reimer wrote:

Auch wenn die Libraries vieles stark vereinfachen: Im Arduino IDE wird
waschechtes C++ programmiert. Alle MĂśglichkeiten, inklusive
Objektorientierung, stehen zur VerfĂźgung.

Sieht man nur leider bei den typischen Arduino-Programmen nicht oft. Das
ist meist ziemlich schrecklich programmiert, also mit vielem
Copy-and-Paste, globalen Variablen usw., was es fehleranfĂ¤llig und
schlecht wartbar macht.

Ich habe mal mit Operator-Overloading und Klassen das typische LED-Blink
Beispiel einfacher programmiert:

https://medium.com/@frankbuss/write-better-arduino-code-with-advanced-c-features-cf5892a46f35

Gibt z.B. auch eine C++ Template Library. die nĂźtzliche Dinge als
Template zur VerfĂźgung stellt, die man immer wieder braucht, wie Ringbuffer:

https://github.com/pichenettes/avril

--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
electronics and more: http://www.youtube.com/user/frankbuss

Rafael Deliano · Apr 28, 2019

Die "KomplementĂ¤rfarbe grĂźn" wird einem fĂźr die
Erkennung von rot nicht direkt viel helfen.

Doch sicher, allerdings tuts blau auch,

Wenn der Zeiger wie auf Foto signalrot, also
Richtung orange ist, wĂźrde ich in die andere
Richtung tendieren. FrĂźher gabs dunkelrote LEDs.
Wenns heute sowas mit hoher LichtstĂ¤rke gibt,
dann ist das gĂźnstig fĂźr den EmpfĂ¤nger.

MfG JRD

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